Выхлопной патрубок паровой турбины

1 11878975 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЙЬИЦУ Союз Советских Социалистических Республик.001.2 (088.8) ио делам изобретен и открытий) Дата ликования описания 2) Авторы изобретен гун, Л. Л. Симою, А. Б веенко, С, А, Майзель, . М. Третьяков, Ч. В. Д ный дважды ордена Тр технический научно-иссл Э. Дзержинского, Прои оения Ленинградский и Кировский политехн Нафтулин, 1 О. В. Г. А. Юапиро, В. И авлют и Е. И, Эфро удового Красного 3 едовательский инст зводственное объед металлический зав ический институт В. П.ЛВ.А,Ма хман 71) Заявител Всесо теп) ВЫХЛОПНОЙ ПАТРУБОК ПАРОВОЙ ТУРБИНЪ ется тем, что цовой стенке а уголугол факела Изобретение относится к области паротурбостроения, а именно к выхлопным патрубкам цилиндров низкого давления паровых турбин, и может быть использовано для охлаждения выхлопного патрубка кон денсационных и теплофикационных турбин в различных режимах работы.Известен выхлопной патрубок с форсунками охлаждающей воды, расположенными в паровом пространстве патрубка вблизи 10 его выходного сечения 1.Однако охлаждение выхлопного патрубка этими форсунками неэффективно вследствие большого расхода охлаждающей воды и эрозионного износа выходных кромок ра Ьочих лопаток последней ступени, происходящего под действием неиспарившихся капель, что, в свою очередь, снижает надежность турбины в работе.Известен также выхлопной патрубок паровой турбины, содержащий диффузор с торцовыми стенками и форсунки охлажда. ющей воды, установленные у периферии рабочих лопаток последней ступени турбины под углом р к направлению окружной скорости лопаток 21,Недостатком такого патрубка является то, что охлаждение потока, выходящего из последней ступени (и выхлопного патрубка), недостаточно эффективно, так как рас- ЗО пыленная форсунками вода подается с внутренней стороны кольцевого потока, выходящего из последней ступени, тогда как максимальные температуры имеют место на его внешней границе. Вследствие подвода охлаждающей воды с внутренней, холодной стороны кольцевого потока для его охлаждения требуется большее количество воды, так как часть ее уносится основным потоком, не успевая проникнуть в горячую зону и охладить ее. Часть этой вынесенной влаги поступает в область патрубка, связанную с корневой зоной рабочих лопаток, охваченную обратными течениями, и вызывает, как показывает опыт эксплуатации, эрозию их выходных кромок, что снижает надежность турбины в работе и приводит к необходимости преждевременной замены лопаток.Целью изобретения является повышение надежности турбины в работе путем уменьшения эрозии выходных кромок рабочих лопаток последней ступени. Поставленная цель достига форсунки установлены на то со стороны рабочих лопаток25 зо 35 40 45 На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый выхлопной патрубок; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1, на котором также условно показаны периферийные сечения рабочих лопаток, схема течения пара и охлаждающей воды на режимах с малыми расходами пара.В выхлопном патрубке 1 на торцовой стенке 2, расположенной со стороны рабочего колеса 3, у периферии рабочих лопаток 4 последней ступени установлены форсунки 5 охлаждающей воды. Форсунки 5 охлаждающей воды установлены так, что угол между осью 6 форсунки 5 и направлением 7 окружной скорости рабочих лопаток 4 турбины равен р= (165 - 170)-- ,2При работе турбины на холостом ходу и малых нагрузках основной поток пара 8, прошедший турбину и направляющийся в конденсатор, сосредоточен в верхней трети высоты рабочих лопаток 4 последней ступени. В остальной части рабочих лопаток 4 и примыкающей к ней зоне выхлопного патрубка 1 имеют место обратные течения 9, направленные из конденсатора к рабочему колесу 3, Основной поток пара 8 в тангенциальном. направлении, как это видно из треугольника скоростей (см. фиг.2)где 10 и 11 - относительная и абсолютная скорости выхода из рабочих лопаток, 12 - окружная скорость, направлен под углом а= 160 в 1. Пар основного потока 8 имеет максимальную температуру в струйках, выходящих из периферийных сечений 13 рабочих лопаток 4.Расположение форсунок 5 охлаждающей воды на торцовой стенке 2 патрубка 1, которая может быть плоской или иметь вид аэродинамического обтекателя, позволяет подводить охлаждающую воду, распыленную форсунками, непосредственно в зону потока с максимальной температурой. Значительная часть влаги, благодаря установке форсунки 5 под углом р, направлена навстречу или под небольшим углом к основному потоку 8, что увеличивает относительную скорость обтекания капель потоком горячего пара, улучшает тем самым условия теплообмена капель воды с паром основного потока и сокращает время их испарения,Подвод охлаждающей воды с внешней стороны основного потока 8 и более интенсивный теплообмен исключают возможность проникновения капель воды в зону патрубка 1, охваченную обратными течениями 9, и поэтому устраняет вероятность эрозионного повреждения выходных кромок рабочих лопаток 4.Таким образом, предлагаемая конструкция выхлопного патрубка повышает интенсивность его охлаждения и повышает надежность турбины в работе, устраняя эрозию выходных кромок рабочих лопаток последней ступени. Формула изобретенияВыхлопной патрубок паровой турбины, содержащий диффузор с торцовыми стенками и форсунки охлаждающей воды, установленные у периферии рабочих лопаток последней ступени турбины под углом 13 к направлению окружной скорости лопаток, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, форсунки установлены на торцовой стенке со стороны рабочих1 лопаток, а угол р=(165 - 170) -- , где у - угол факела распыливания форсунки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Бененсон Е. И., Иоффе Л. С. Теплофикационные паровые турбины, М., Энергия, 1976, с. 129, 244 - 245.2. Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС, М., СПО ОРГРЭС, 1970, выпуск ХХХ 1 Х, с, 117 - 118 (прототип).Составитель В. Гуторов Редактор М, Кузнецова Текред А. Камышникова Корректоры: Л. Исаева и 3. Тарасова Заказ 1892/7 Изд.573 Тираж 553 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д, 4,5Типография, пр. Сапунова, 2